KR20060074481A

KR20060074481A - 충돌 대전형 전자종이 표시소자

Info

Publication number: KR20060074481A
Application number: KR1020040113234A
Authority: KR
Inventors: 류병길; 권순형; 송문봉; 이성국
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2004-12-27
Filing date: 2004-12-27
Publication date: 2006-07-03

Abstract

본 발명은 한 셀에 크기 및 색상 그리고 대전 특성이 서로 다른 두 종류의 정(+) 대전 입자와 두 종류의 부(-) 대전 입자를 충전하여 한 셀에서 다수의 색상을 표현할 수 있는 충돌 대전형 전자종이 표시소자에 관한 것으로, 격벽과 격벽 사이의 셀에 대전 특성 및 크기 그리고 색상이 다른 두 종류의 정(+) 대전 입자와 두 종류의 부(-) 대전 입자가 충전됨으로써, 한 셀에서 다수의 색상을 표현할 수 있고, 소자의 제조 시간을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Description

충돌 대전형 전자종이 표시소자{ELECTRONIC PAPER DISPLAY DEVICE USING COLLISION ELECTRIFICATION}

도1은 종래 충돌 대전형 전자종이 표시소자에 대한 셀 구조를 도시한 단면도.

도2는 도1에 도시한 셀에서 표현한 색상의 일 예시도.

도3은 본 발명 충돌 대전형 전자종이 표시소자에 대한 셀 구조를 도시한 단면도.

도4a 내지 도4d는 본 발명에 따른 구동 전압의 크기 및 극성에 따라 표현되는 색상을 설명하기 위한 단면도.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

1:하부기판 2:하부전극

3,9:절연막 4:격벽

7:상부기판 8:상부전극

10:정(+) 대전 입자 11:빨간색 정 대전 입자

12:백색 정 대전 입자 20:부(-) 대전 입자

21:파란색 부 대전 입자 22:흑색 부 대전 입자

본 발명은 충돌 대전형 전자종이 표시소자에 관한 것으로, 특히 한 셀에 크기 및 색상 그리고 대전 특성이 서로 다른 두 종류의 정(+) 대전 입자와 두 종류의 부(-) 대전 입자를 충전하여 한 셀에서 다수의 색상을 표현할 수 있는 충돌 대전형 전자종이 표시소자에 관한 것이다.

디지털 페이퍼 디스플레이(Digital Paper Display)는 액정표시장치(Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel), 유기 전계발광(Electro Luminescence)소자를 뒤이을 차세대 표시소자로 개발되고 있다. 특히 전자종이(Electronic Paper)는 수백만개의 구슬이 기름 구멍안에 뿌려져 있는 박형의 플라스틱과 같은 유연한 기판과 문자나 영상을 표시할 수 있도록 한 디스플레이 소자로서, 수백만번을 재생해 쓸 수 있으며 장래에 책, 신문, 잡지 등 기존의 인쇄매체를 대체할 재료로 기대된다.

전자종이 표시소자는 플렉서블(flexible)(또는 페이퍼) 디스플레이 구현의 핵심이 되는 소자이고, 도전성 물질에 전자기장을 가하여 운동성을 갖게 한다는 전기영동학(Electrophoresis)에 기초를 둔 것으로 박형의 플렉서블한 기판들 사이에 도전성을 가진 미립자들을 분포시킨 후 전자기장의 극성변화에 의한 미립자들(또는 대전 입자들)의 방향 배치 변화로 데이터를 표현한다.

도1은 종래 충돌 대전형 전자종이 표시소자에 대한 셀 구조를 도시한 단면도이다. 도시된 바와 같이, 플라스틱 또는 유리 중 어느 하나로 형성된 상부 및 하부 기판(7, 1)과, 상기 상부 및 하부기판(7, 1) 상에 소자의 구동 전압을 인가하고, 투명전극으로 형성된 상부 및 하부 전극(8, 2)과, 상기 상부 및 하부기판(7, 1) 간격을 일정하게 유지하고, 셀과 셀을 분리(isolation)시키는 격벽(4)과, 상기 두 전극(8, 2) 사이에 형성된 흑색의 부(-) 대전 입자(6) 및 컬러를 표현하기 위한 컬러 정(+) 대전 입자(5)와, 상기 상부전극(8) 및 하부전극(2) 상부에 형성되어 메모리 효과를 유지하기 위한 절연막(3, 9)으로 구성된다.

여기서, 상기 컬러 정 대전 입자는 빨간색(R) 정 대전 입자(5a), 파란색(B) 정 대전 입자(5b), 녹색(G) 정 대전 입자(미도시)가 흑색의 부(-) 대전 입자(6)와 함께 각각의 셀에 충전되고, 인가된 구동 전압에 의해 셀은 흑색 또는 컬러(R, G, B)를 표현한다.

이러한 구성으로 이루어진 충돌 대전형 전자종이 표시소자는 상부 전극(8)과 하부 전극(2)에 충분한 구동 전압이 인가되면 전극(8, 2)에 인가된 전압 극성에 따라 대전되는 대전 입자들이 각 전극으로 끌려간다. 예컨대, 흑색 대전 입자(6)가 (-), 빨간색(R) 대전 입자(5a) 및 파란색(B) 대전 입자(5b)가 (+) 성질을 띄고, 상부 전극(8)에 (+) 전압, 하부 전극(2)에 (-) 전압이 인가되면, 흑색 대전 입자(6)는 상부 전극(8)으로, 컬러(R, B) 대전 입자(5)는 하부 전극(2)으로 이동되어 셀은 흑색을 표현하게 된다. 반대로 상부 전극(8)에 (-) 전압, 하부 전극(2)에 (+) 전압이 인가되면, 흑색 대전 입자(6)가 하부 전극(2)으로 이동되고, 컬러 대전 입자(5)가 상부 전극(8)으로 이동되어 도2에 도시된 일 예와 같이, 각 셀의 컬러, 즉, 좌측 셀은 빨간색(R), 우측 셀은 파란색(B)을 표현하게 된다.

하지만, 종래 충돌 대전형 전자종이 표시소자는 각각의 셀에 한 종류의 컬러(R, G, B) 대전 입자와 흑색 또는 백색과 같은 배경을 이루는 대전 입자를 함께 충전하여 색상을 표현하기 때문에 각 셀에는 서로 다른 컬러를 갖는 하나의 컬러 대전 입자만을 충전하였다. 즉, 각 셀에 하나의 컬러 대전 입자만이 충전되기 때문에 R, G, B의 색상을 표현하기 위해서는 각각의 컬러 대전 입자를 각 셀에 충전해야 하고, 이로 인해 여러 단계의 복잡한 공정이 요구되는 문제점이 있었다. 그리고, 이러한 문제는 패널이 고정세로 발전될수록 더욱더 어려워지는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로, 한 셀에 색상 및 대전 특성 그리고 크기가 다른 두 종류의 정(+) 대전 입자 및 두 종류의 부(-) 대전 입자를 충전하고, 그 충전된 대전 입자의 대전 특성 및 구동 전압을 이용하여 셀의 색상을 표현함으로써, 한 셀에서 다수의 색상을 표현할 수 있고, 소자의 제조 시간을 줄일 수 있는 충돌 대전형 전자종이 표시소자를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 격벽과 격벽 사이의 셀에 대전 특성 및 크기 그리고 색상이 다른 두 종류의 정(+) 대전 입자와 두 종류의 부(-) 대전 입자가 충전된 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명 충돌 대전형 전자종이 표시소자에 대한 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 상세히 설명한다.

도3은 본 발명 충돌 대전형 전자종이 표시소자에 대한 셀 구조를 도시한 단면도이다. 도시된 바와 같이, 플라스틱 또는 유리 중 어느 하나로 형성된 상부 및 하부기판(7, 1)과, 상기 상부 및 하부기판(7, 1) 상에 소자의 구동 전압을 인가하고, 투명전극으로 형성된 상부 및 하부 전극(8, 2)과, 상기 상부 및 하부기판(7, 1) 간격을 일정하게 유지하고, 셀과 셀을 분리(isolation)시키는 격벽(4)과, 상기 두 전극(8, 2) 사이에 형성된 대전 특성 및 색상이 서로 다른 두 개의 정(+) 대전 입자(10) 및 두 개의 부(-) 대전 입자(20)와, 상기 상부전극(8) 및 하부전극(2) 상부에 형성되어 메모리 효과를 유지하기 위한 절연막(3, 9)으로 구성된다.

상기 두 개의 정(+) 대전 입자(10) 및 부(-) 대전 입자(20)는 크기와 대전 특성이 다르기 때문에 상부 전극(8) 및 하부 전극(2)에 인가되는 구동 전압 크기에 의해 표현되는 색상을 조절할 수 있다. 그리고, 상기 각 대전 입자(10, 20)에 대한 대전 특성 및 크기는 표시소자 제조업체에서 결정할 수 있으며 대전 입자들은 스프레이 도포 방식 또는 레이저 프린터 방식 등과 같은 방법에 의해 셀에 충전될 수 있다는 것은 이 기술 분야에 통상의 지식은 가진 자에게는 자명하다.

이하, 본 발명에 대한 동작을 두 정(+) 대전 입자(10)의 색상이 백색(12)과 빨간색(11)이고, 두 부(-) 대전 입자(20)의 색상이 흑색(22)과 파란색(21)이며 백색 및 흑색 대전 입자(12, 22)의 크기가 다른 대전 입자(11, 21)보다 작고, 대전 특성이 좋은 것으로 가정하고 설명한다.

먼저, 도4a는 셀에서 검은색을 표현하기 위한 일 예로서, 상부 전극(8) 및 하부 전극(2)에 소정의 구동 전압(V1, V1<V2)을 인가하면, 상부 전극(8)에 (+)전 압, 하부 전극(2)에 (-)전압이 인가되기 때문에 대전 특성이 좋은 흑색 부(-) 대전 입자(22)가 상부 전극(8)으로 이동하고, 파란색 부(-) 대전 입자(21)는 상부 전극(8)과 하부 전극(2) 중간 정도까지 이동하여 셀은 흑색을 표현하게 된다.

도4b는 셀에서 파란색을 표현하기 위한 일 예로서, 도4a에서 인가한 구동 전압(V1)보다 큰 구동 전압(V2)을 상부 전극(8) 및 하부 전극(2)에 인가하면, 상부 전극(8)에 (+)전압, 하부 전극(2)에 (-)전압이 인가되는데, 이때 인가되는 구동 전압(V2)은 도4a에 인가된 구동 전압(V1)보다 크기 때문에 흑색 및 파란색의 부(-) 대전 입자(22, 21)가 상부 전극(8)으로 모두 이동하여 셀은 파란색을 표현하게 된다. 물론, 흑색 부 대전 입자(22)도 상부 전극(8)으로 이동하기 때문에 흑색이 나타날 수도 있지만, 파란색 부 대전 입자(21)의 크기가 흑색 부 대전 입자(22)의 크기보다 크기 때문에 전체적으로 파란색을 표현하게 된다.

도4c는 셀에서 백색을 표현하기 위한 일 예로서, 상부 전극(8) 및 하부 전극(2)에 음의 구동 전압(-V1)을 인가하면, 상부 전극(8)에 (-)전압, 하부 전극(2)에 (+)전압이 인가되기 때문에 대전 특성이 좋은 백색 정(+) 대전 입자(12)가 상부 전극(8)으로 이동하고, 빨간색 정(+) 대전 입자(11)는 상부 전극(8)과 하부 전극(2) 중간 정도까지 이동하여 셀은 백색을 표현하게 된다.

도4d는 셀에서 빨간색을 표현하기 위한 일 예로서, 도4c에서 인가한 음의 구동 전압(-V1)보다 큰 음의 구동 전압(-V2)을 상부 전극(8) 및 하부 전극(2)에 인가하면, 상부 전극(8)에 (-)전압, 하부 전극(2)에 (+)전압이 인가되는데, 이때 인가되는 음의 구동 전압(-V2)은 도4c에 인가된 음의 구동 전압(-V1)보다 크기 때문에 백색 및 빨간색의 정(+) 대전 입자(12, 11)가 상부 전극(8)으로 모두 이동하여 셀은 빨간색을 표현하게 된다. 물론, 이는 상기 도4b에서 설명한 것과 같이, 백색 정 대전 입자(12)도 상부 전극(8)으로 이동하기 때문에 백색이 나타날 수도 있지만, 빨간색 정 대전 입자(11)의 크기가 백색 정 대전 입자(12)의 크기보다 크기 때문에 전체적으로 빨간색을 표현하게 된다.

이와 같이 본 발명은 한 셀에 대전 특성과 크기가 다른 여러 개의 정, 부 대전 입자를 충전하기 때문에 인가되는 구동 전압에 따라 구동되는 대전 입자의 구동 특성이 달라지고, 이로 인해 한 셀에서 여러 가지의 색상을 표현할 수 있다.

상기에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 한 셀에 색상 및 대전 특성 그리고 크기가 다른 두 종류의 정(+) 대전 입자 및 두 종류의 부(-) 대전 입자를 충전하고, 그 충전된 대전 입자의 대전 특성 및 구동 전압을 이용하여 셀의 색상을 표현함으로써, 한 셀에서 다수의 색상을 표현할 수 있고, 소자의 제조 시간을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims

격벽과 격벽 사이의 셀에 대전 특성 및 크기 그리고 색상이 다른 두 종류의 정(+) 대전 입자와 두 종류의 부(-) 대전 입자가 충전된 것을 특징으로 하는 충돌 대전형 전자종이 표시소자.
제1항에 있어서, 상기 크기가 작은 정,부 대전 입자의 대전 특성이 크기가 큰 정,부 대전 입자의 대전 특성보다 좋은 것을 특징으로 하는 충돌 대전형 전자종이 표시소자.
제1항에 있어서, 상기 셀에 인가되는 구동 전압 크기에 의해 표현되는 색상이 달라지는 것을 특징으로 하는 충돌 대전형 전자종이 표시소자.